【实践】现货模式下的虚拟电厂运营方案

现货模式下的虚拟电厂运营陕西斯瀚实业有限公司虚拟电厂行业背景虚拟电厂解决方案目录公司介绍010203•

01公司介绍陕西斯瀚实业有限公司将在“合德规心，

自驱赋能”价值观指引下以客户创值为己任，打造互利多赢的电力新生态！POWERTRADINGAIINTELLIGENTDECISION-MAKINGSAASPLATFORM陕西斯瀚实业有限公司，总部位于陕西西安，斯瀚实业是一家集售电服务、负荷聚合、虚拟电厂、电力工程服务，主配电网的建设与维护、主配电施工建设EPC总承包、园区能源建设、储能能源投资建设与运营、新能源投资与建设、综合能源投资与建设等为一体的智慧综合能源管理运营公司。斯瀚实业愿与生态伙伴一起携手，为创建现代能源体系、提高人民生活品质而不懈努力，积极打造“近零碳”智慧城市贡献力量，致力成为中国一流的智慧综合能源管理运营商和智慧城市推动者。公司简介HONOR

CERTIFICATEANDPATENT发展进程HONOR

CERTIFICATEANDPATENT为用户提供购售电服务，提供精准预测、科

学竞价的多品种电力交易服务

，最大限度

的减少用户的用电成本。通过分布式能源管理系统将分散安装的可控

负荷、储能系统等合并

，充分挖掘分布

式能源为电网和用户所带来的价值和效益。通过整合负荷侧需求响应能力，帮助电网“

削峰填谷

”

，还可获得国家政策补贴。为用户提供配电室运维、合同能源管理、用能优化、

电力工程基建等降低用

电成本的增值服务。ABOUTUSVIRTUAL

POWERPLANT

SHAANXI

SIHAN

INDUSTRIAL

CO.,

LTD负荷聚合配套电力服务电力交易虚拟电厂主营业务HONOR

CERTIFICATEANDPATENT荣誉证书与专利HONOR

CERTIFICATEANDPATENT斯瀚实业由顶级产业投资机构加持服务了众多头部企业客户HONOR

CERTIFICATEANDPATENTABOUTUS宁

德

时

代VIRTUAL

POWERPLANT

SHAANXI

SIHAN

INDUSTRIAL

CO.,

LTD•

02虚拟电厂行业背景放开售电市场和输配以外的经营性电价联合国大会中国3060“碳达峰，碳中和

”发展目标发改委1439号文燃煤发电量全部进入市场，取消工商业目录电价发改委118号文全国统一电力市场体系到2025年初步建成“十四五

”现代能源体系规划非化石能源消费比重提高到20%电力需求侧响应能力达到最大用电负荷的3%~5%国务院电改9号文电能替代、清洁替代是实现双碳目标的关键工作找到合适的降碳路径也已成为全社会的重要诉求2015.032020.092021.102022.012022.03双碳目标下，新能源占比上升，电力系统调节能力面临新的挑战行业背景：碳中和驱动下，能源转型迫在眉睫行业背景：用电尖峰负荷持续提升电能在能源消费中所占的比例不断增大，将由2020年的26%提升至2060年的70%。电能替代是实现碳中和的主要手段之一，2022年3月，国家发改委等十部门联合发布《关于进一步推进电能替代的指导意见》，明确提出到2025年，电能占终端能源消费的比重达到30%左右。根据全球能源互联网发展合作组织，预计到2060年电力占终端能源消费比重将提升至70%。全社会用电量持续提升，用电尖峰负荷水涨船高。2021年，全社会用电量达到8.3万亿度，同比增长11%；全国主要电网最高用电负荷合计达到11.9亿千瓦，随之同比增长11%。虚拟电厂作为新“市场主体

”具备参与电力市场交易资格的运营主体

，代理各类可调资源和用户参与到虚拟电厂业务各类交易中行业领先的虚拟电厂运营管理平台，作为可调资源与大电网互动“桥梁”，通过先进的物联网、5G通信和大数据技术，帮助聚合商和聚合用户高效参与电力市场交易，保障电网安全运行实现市场资源优化

12通过信息通信技术和

智能控制系统，聚合分布式电源、储能、可控负荷等多类型资源优化形成一个电网灵活调节单元开展资源商业运营虚拟电厂,

'分布式资源聚合平台保障电网安全运行实现市场资源优化平衡供需辅助服务现货交易需求响应资源掌控

最优调度充电桩

储能调节引导策略定制信息控制协同调度电网

信

息流

能量流负荷聚合商可控负荷可

调

空间电力市场

光伏风电随着虚拟电厂聚合资源种类越多、数量越大

、空间越广

，称为

“

虚拟电力系统

”，包含可调负荷、储能和分布式电源等基础资源，含由这些基础资源整合而成的微网、局域能源互联网在电能量现货市场、辅助服务市场和容量市场建成后，虚拟电厂聚合商以类似实体电厂分别参与市场获得收益。同时存在邀约型，邀约发出的主体是系统运营机构在没参与电力市场的情况下，

由政府部门或调度机构牵头组织，各个聚合商参与，共同完成邀约、响应和激励流程虚拟电厂发展进程13市场参与省份申报规则运行情况需求响应市场上海、广东、浙江、江苏等16个省市1.响应容量：响应单元对应响应资源的可响应容量之和，单位为MW。2.响应时长：响应单元最大/最小可连续响应的时长，单位为h。补贴力度较大，具有较好的盈利空间，但交易频次不确定，总体收益存在较大波动辅助服务市场华北，华中，西北、湖南用户侧调峰：西北：用户完成次日可调节负荷量、可调节时长申报，各用户峰平谷时段依据其在所在省(区)内执行的峰平谷电价时段确定。华北：可控负荷充（用）电设备申报充（用）电功率曲线（MW）、价格（元/MWh）、最大充（用）电功率（MW）等。湖南：价格申报有上下限制，100元/MWh——260元/MWh调峰辅助服务市场出清价格不高（0.4-0.6元/千瓦时），交易频数和需求稳定性较好电能量市场(日前现货、中长期)山西、山东、湖北负荷侧虚拟电厂：参与日前现货市场和中长期市场。按照“负发电

”模式参与现货市场出清，报递减的3-10段用电电力-价格曲线。山西现货市场已完成第一批虚拟电厂主体申报，正在进行第二批申报。暂未投入实际运行。一体化虚拟电厂：参与日前现货。作为发电和用电的结合体，以“报量报价

”方式参与市场，

自主决策申报负荷状态下的3-10段量价曲线和发电状态下的3-10段量价曲线，以及发电运行出力上限和负荷运行用电上限，作为全天24小时参与现货市场的出清依据。虚拟电厂市场分类行业趋势：聚合资源从负荷侧向储能、分布式光伏等推进目前我国虚拟电厂聚合的资源集中在负荷侧，对分布式光伏等资源的接入及预测能力不足。下一阶段虚拟电厂将大力推进分布式光伏等资源的接入聚合。

分布式光伏等资源加入虚拟电厂后，能使虚拟电厂灵活性和可调性得到增强，还使虚拟电厂具备真正发电能力，更好地参与电力交易市场或实现隔墙售电。2022年6月山西省提出《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》，按照虚拟电厂聚合优化的资源类别不同，将虚拟电厂分为“负荷类

”虚拟电厂和“一体化

”虚拟电厂两类。其中“一体化

”虚拟电厂指列入“源网荷储一体化

”试点项目，可以作为独立市场主体参与电力市场，具备自主调峰、调节能力，并可以

为公共电网提供调节服务。（一）“一体化

”项目用户侧负荷不低于60MW,年用电量不低于3亿千瓦时；用户侧可调节负荷不低于20MW。“一体化

”项目系统整体调节能力不少于30MW（二）发电负荷不低于1.05倍用电负荷，新能源消纳占比不低于总用电量的40%，不够的需要通过绿电、绿证交易；（三）拥有独立的“一体化

”项目技术支持系统，生产控制区与信息管理区有效隔离，具备对可控资源实时遥测、遥信能力，能够接受、分解、执行实时调度指令（四）“一体化

”项目物理边界要与省级电网有效隔离，以主要开关，关口表为界限，主要设

备满足单独调控与计量要求（五）“一体化

”项目中包含的所有设备及其配套设施的地理位置，不能超过项目所在市（县）行政区域，原则上应接入同一并网点，接入不同并网点时，所有并网点的节点电价必需始终相同，即区域内无阻塞（六）“一体化

”项目运营商要具备电力市场售电资格（七）市（县）级源网荷储一体化，园区（居民区）级源网荷储一体化虚拟电厂运营商聚合其绑定的具备用电负荷调节能力的市场化电力用户（包括电动汽车、可控负荷、可中断工商业负荷等）

，作为一个整体（呈现为负荷状态）组建成虚拟电厂，对外提供负荷侧灵活响应调节服务列入“源网荷储一体化“试点项目，建成后新能源、用户及配套储能项目通过虚拟电厂一体化聚合，作为独立市场主体参与电力市场，原则上不占用系统调峰能力，具备自平衡和调节能力，并可以为系统提供调节服务。“

源

网

荷

储

一

体

化

”虚

拟

电

厂“

负

荷

类

”虚

拟

电

厂一体化项目要求•

03虚拟电厂解决方案智慧“能源大脑

”——虚拟电厂智能管控平台管起来：千万级智能能源终端管理联起来：海量能源节点的互联聚起来：海量数据的流通与聚合用起来：精准的源输配荷协同、微应用服务、新商业模式对内：以电力市场引导电力资源运行为驱动，通过协调、优化和控

制由分布式电源、储能、可控负荷等柔性负荷聚合而成的分布式能

源集群对外：作为一个整体参与大用户电力直接交易、跨省跨区交易，现

货交易、辅助服务交易、需求侧响应等动态：涉及各种不确定性，组合优化、聚合调控、协同响应，以及多目标优化计算和调控资源，满足电网灵活调控虚拟电厂基本模式多市场耦合交易模式需求响应≠虚拟电厂：需求响应、中长期、现货、辅助服务等多市场耦合打通“

围墙

”内外实现资产高效运营

打通内部生产经营和外部市场，对内提高生产经营效率，对外参与电碳交易市场市场交易策略引导资产实现最优调度

拥有一定“

自我调度权

”，挖掘可调节负荷资源潜力，结合市场交易策略，引导资产精准控制、优化调度虚拟电厂建设理念理念：打通围墙内外，实现资产的最优组合，作为市场主体提现更大价值。03

特征处理二阶泰勒展开

→

更精准的梯度逼近；正则化目标函数→显式控制模型复杂度；根据对照依赖处理结果，结合分裂回准，进行特殊典型日及时段特征处理将所有历史电价及市场边际信息整合，建立模型训练集02

训练得出相关性“弈见

”电力现货价格预测01

建立训练集虚拟电厂资源聚合虚拟电厂是增加综合能源服务收益手段的重要途径，但聚合资源的选择决定未来收益潜力。1.对外聚合能源参与需求侧响应、调峰、市场交易、碳交易、绿电交易等商业形态；2.对内对所辖能源进行节能优化、碳管理、能源改造、能源托管等服务，获取收益。1.独立运行能源设备2.弹性用电设备3.工业流程“储能

”工艺l资源特点：工业流程中的可

”储

”环节，具有一定的调节空间，但要充分考虑整体生产工艺的边界约束。l常见设备：轧钢工艺、碎石工艺、染布工艺等l资源特点：该类设备特点是具

有阶梯可控特性，可根据需求有一定的弹性空间。l常见设备：中央空调、电蓄冷

蓄热、充电桩、换电站等l资源特点：该类设备独立运行，具备较高的智能控制水平，可根据需求进行快速精确直控。l常见设备：分布式光伏、储能参与削峰需求响应收益测算换电站个数（个）1可响应电池数（个）15单块电池容量（KW）20可响应

容量（KW）300每次需求响应时长(h)2响应价（元/KW）3.5年需求响应次数（次）20需求响应总收益（元）42000n削峰需求：假设有1个换电站参与需求响应，可响应电池个数为15块，可参与响应的电池额定容量为25.6KW，实际响应容量20KW，总的响应容量为300KW，每次响应2小时，响应价格为3.5/KW,年需求响应次数为20次，年收益4.2万。换电站通过调整备用电池的充电状态调整用电功率，可以参与调峰市场，制定次日及日内用电计划，并按计划执行。典型场景一：换电站l

峰谷套利通过谷充峰放

，实现峰谷套利；l

需量电费管理通过储能放电

，进行用户需量优化管理

，

降低需量电费支出；l

需求侧响应辅助服务市场响应

，主要用于

日前和

日

内市场；盈利测算：按照3MWH/1.5MW测算，年度参与需求侧响应20次，年度需求侧收益约为210000元需求侧聚合调节说明典型场景二：工商业储能参与削峰需求响应收益测算破碎机个数（个）15可关停设备数（个）5单个设备最大功率（KW）600可响应

容量（KW）3000每次需求响应时长(h)2响应价（元/KW）3.5年需求响应次数（次）20需求响应总收益（元）420000n削峰需求：假设某铁矿场，共有破碎机15台，每台最大负荷600KW，在参与削峰邀约中可以关停5台，总响应容量3000KW，每次响应2小时，响应价格为3.5/KW,年需求响应次数为20次，年收益42万。大工业“虚拟储能

”l利用工业流程中的可

”储

”环节，实现用电的可中断和可调节l常见设备：定型机、拉毛机、轧钢工艺、碎石工艺等典型场景三：大工业“虚拟储能

”虚拟电厂关键技术及挑战虚拟电厂不同于常规电厂，管理的设备种类更多、流程更复杂、负荷特性差异更大，同时还要充分考虑物联成本、安全控制、调度分解、边界预测等复杂计算技术。市场约束条件预测资源聚合特性分析设备安全稳定控制随着虚拟电厂参与电能量等多市场品种的推进

，一是要准确估算资源调节能力

，二是要有较高准确率的预测模型（

内外部）

，指导报价策略。结合资源成本

、调节能力

、市场价格

、

负荷

特性等多种边界约束

，进行最佳的优化控制。同时

，对调度指令进行最优化分解。负荷

资源

的设备

自动化

能力不

同

，

同

时采用不同通讯方式

，一是要充分考虑控制指令安全校核

、二是充分考虑设备的安全约束。对所有聚合可调资源进行分析

，充分考虑调节能力

、调节时间维度

、调节成本等边界条件

，形成虚拟电厂可调节能力模型。多目标优化分解n

“负荷类”虚拟电厂按照“负发电”模式参与现货市场出

清。

单组调节时段不低于2小时

未申报的时段可采取“报量不报价

”的方式作为现货市场价格接受者n

“源网荷储一体化

”虚拟电厂自主决策申报负荷状态下的3-10段量价曲线和发电状态下的3-10段量价曲线

申报用电负荷最大值应小于等于“一体化”项目用户侧负荷的50%

申报发电负荷的最大值应小于等于“

一体化

”项目发电侧规模的

50%。n

“独立储能按月自主选择以

“报量报价

”或

“报量不报价”的方式参与现货市场

独立储能选择“报量报价”方式时

，需自主决策申报充电状态的量价曲线（3-10段

，现货价格低于报价时充电）和放电状态的量价曲线（3-10段

，现货价格高于报价时放电），

以及充放电运行上下限、存储电量状态SOC等。

独立储能选择“报量不报价”方式时

，需在现货市场申报截止前，

向调度机构申报次日96点充放电曲线

，作为边界条件纳入现货市场出清

，并作为现货市场价格接受者。以山西为例虚拟电厂可以选择五个时段参与现货报价源网荷储一体化独立储能负荷类山西虚拟电厂现货模式下的虚拟电厂政策“负荷类”虚拟电厂为例

在以虚拟电厂为主体申报时

，放宽了金融约束

，用户侧中长期偏差回收；

中长期超额、缺额获利回收的比例均适当放宽。

当各交易时段测试试验确定的调节容量与最大用电负荷的比例β%大于70%时

，取消该交易时段虚拟电厂用户侧中长期曲线负偏差回收费用结合“弈见”大数据价格预测模型

预测全网日前、实时电价统一结算电价

预测日前和实时的价差方向

辅助在日前申报策略

，谋取收益最大化u（中长期价格-日前价格）>0,则应在中长期交

易中适当少签约，反之则少签中长期u其次考虑到分时价格结算，则需要细化到中长期

合约电量分解曲线层面，在日前申报多申报套取利益。n（日前价格-实时价格）>0,则应在日前申报中

适当调高曲线，反之则调低n实时价格波动较大，

日前策略必须考虑风险管控，避免激进策略带来的极端损益风险金融约束放宽后，结合对于价差方向的判断，可以在现货市场中的博弈收益拉大，在一些特殊时段例如日前<

实时<中长期价格时，收益非常可观。虚拟电厂为主体参与现货。

打开了金融套利约束日前-实时最终收益分析中长期现货模式下的虚拟电厂收益虚拟电厂数据权限-数据隔离设备状态数据工单管理接入管理27展示层应用层公共层数据层接入层“源网荷储一体化

”虚拟电厂业务架构M

u

MQTT

HTTPS物联中心用户中心模型映射大屏端WEB端APP/小程序分布式电源工业可调负荷充电桩储能系统合同管理辅助服务交易设备层资源聚合管理需求响应交易负荷管理中心电力交易系统电网调控系统驾驶舱电力现货交易运行监控分析资源预测分析数据管理调度控制管理主站平台实时运行数据odb

s协议计量数据巡检管理设备管理消息管理告警数据告警管理智能引擎点位管理协议协议可控负荷充电桩